生物化学下测验试题集

1、生物化学下阶段测试1 O2供应对糖酵解速率的影响 完整细胞内糖酵解的调节步骤可以通过研究葡萄糖在整个器官内的代谢过程来了解。例如，人工使血循环通过一个独立完整的心脏，检测血通过心脏前后血糖的浓度就可以用来检测心肌中葡萄糖的消耗。如果循环供应的血被脱氧，心肌就以一个稳定的速率消耗葡萄糖。当将氧气添加到血中，葡萄糖消耗的速率会迅速下降，然后就维持在这种新的较低的速率水平。这是为什么呢？2 发酵生产酱油 通过把大豆、小麦、食盐和几种微生物包括酵母混合在一起，经过8-12个月的发酵，可以生成酱油。生成的酱油（去除其中的固体后的剩余物）富含乳酸和乙醇。a) 这两种化合物是如何生成的？b) 为了避免生成的

2、酱油有强烈的醋味（醋是低浓度的乙酸），发酵过程必须严格隔绝氧气。为什么？3 细胞内葡萄糖的浓度 人血浆中的葡萄糖维持在5mmol/L左右。肌细胞中游离的葡萄糖浓度比较低。a) 为什么细胞中的葡萄糖浓度如此低？b) 葡萄糖进入细胞后会发生什么变化？c) 在某些临床情况下，葡萄糖可以作为食源直接从静脉注入。假使从葡萄糖到葡萄糖-6-磷酸的变化要消耗ATP，那么为什么不直接从静脉注射葡萄糖-6-磷酸呢？4 碳的氧化状态与能量释放 一个真核细胞可以利用葡萄糖（C6H12O6）和己酸（C6H14O2）作为细胞呼吸的燃料。依据它们的分子式，哪种物质在完全燃烧成CO2和H2O时释放更多的能量？5 通过草酰乙

3、酸和苹果酸刺激氧的消耗 在20世纪30年代早期，Albert Szent-Gyorgyi报道了一个有趣的观察，发现将少量草酰乙酸或者苹果酸加入到切碎的鸽胸肌悬浮液后刺激了制备物中氧的消耗。令人惊奇的是，消耗的氧气量是使加入的草酰乙酸和苹果酸完全氧化成CO2和H2O所需氧气的大约7倍。a) 为什么草酰乙酸和苹果酸的加入会刺激氧气的消耗呢？b) 为什么所消耗的氧气量如此大地超过使加入的草酰乙酸或苹果酸完全氧化所需的氧气量呢？6 用分离的线粒体进行标记研究 有机化合物代谢的途径经常是通过利用一种放射性标记的底物并跟踪标记的去向而揭示的。a) 你怎样测定加入到分离的线粒体悬浮液中葡萄糖是否被氧化为CO

4、2和H2O？b) 假设你在线粒体中进行3-14C丙酮酸的脉冲标记（标记在甲基位置上）。经过一轮三羧酸循环之后，14C会出现在草酰乙酸的什么位置上？7 通过三羧酸循环合成草酰乙酸 草酰乙酸在三羧酸循环的最后一步中通过NAD+依赖性的L-苹果酸的氧化生成。a) 在不消耗三羧酸循环中间物的情况下，如果仅仅使用三羧酸循环中的酶和辅酶，能否从乙酰辅酶A净合成草酰乙酸？b) 从循环中丢失的草酰乙酸（用于生物合成反应）如何补充？8 氧化磷酸化的解偶联剂 在正常线粒体中，电子传递的速率与ATP的需求是紧密相关的。当ATP的利用速率相对较低的时候，电子传递的速率就会比较低，当ATP需求增加的时候，电子传递的速率

5、就会比较高。在这种紧密偶联的条件下，当NADH为电子供体时，每消耗一个氧原子所产生的ATP（即P/O比值）大约是2.5。a) 预测在相对较高和相对较低两种浓度的解偶联剂存在下，对于电子传递速率和P/O比值的影响。b) 摄入解偶联剂会导致大量出汗以及体温升高，试从分子水平对此现象给以解释。c) 2，4-二硝基苯酚解偶联剂曾经被医生用作减肥药，这种物质能作用于减肥辅助剂的原理是什么？d) 解偶联剂已经从医生的处方单上消失了，因为服用它们后有些病人丧命了，为什么摄入解偶联剂会导致死亡呢？9 巴斯德效应 当将氧气加入到一个高速消耗葡萄糖的缺氧性细胞悬浮液中时，伴随氧气的消耗，葡萄糖的消耗速率大幅下降。

6、巴斯德在19世纪60年代首先发现这种效应，它是大多数既能进行好氧性又能进行厌氧性葡萄糖代谢的生物的共同特点。a) 为何在加入氧气后，乳酸的积累会停止？b) 为何氧气的存在降低葡萄糖的消耗速度？ 10 NAD库和脱氢酶活性 虽然丙酮酸脱氢酶和甘油醛-3-磷酸脱氢酶均以NAD+作为它们的电子受体，这两种酶并不竞争细胞同一个NAD库，这是怎么回事？11 呼吸链中电子载体的还原程度 线粒体中的条件决定了呼吸链中电子载体的还原程度。比如，当NADH和O2充足时，随着电子从底物转移到O2过程的发生，电子载体的还原程度就下降了。当电子传递被阻断时，阻断处之前的载体就会变得还原程度更高；相反，在阻断处之后的载

7、体就变得氧化程度更高。请预测在以下的每一种条件下，泛醌、细胞色素b、细胞色素c1、细胞色素c和细胞色素a+a3的氧化状态。（用“高”、“低”填充）（1） 充足的NADH和O2，但有氰化物的加入；（4分）氧化程度：泛醌 细胞色素b 细胞色素c1 细胞色素c 和细胞色素a+a3 .（2） 充足的NADH，但O2不足；（4分）氧化程度：泛醌 细胞色素b 细胞色素c1 细胞色素c 和细胞色素a+a3 .（3） 充足的O2，但NADH不足；（4分）氧化程度：泛醌 细胞色素b 细胞色素c1 细胞色素c 和细胞色素a+a3 .（4） 充足的NADH和O2（4分）氧化程度：泛醌 细胞色素b 细胞色素c1 细胞

8、色素c 和细胞色素a+a3 .（5） 充足的NADH和O2，但有鱼藤酮的加入（4分）氧化程度：泛醌 细胞色素b 细胞色素c1 细胞色素c 和细胞色素a+a3 .（6） 充足的NADH和O2，但有抗霉素A的加入（4分）氧化程度：泛醌 细胞色素b 细胞色素c1 细胞色素c 和细胞色素a+a3 .12 二环己基碳二亚氨（DCCD）的作用模式 当将DCCD加入到紧密偶联、正在进行活跃呼吸作用的线粒体悬浮液中时，电子转移速率（通过氧气的消耗来测量）和ATP产生速率均大幅度下降。如果在这一制备物中加入2,4-二硝基苯酚，氧气的消耗速率恢复到正常，但是ATP的合成仍旧受到抑制。（1） 判断究竟是电子传递过程

9、还是氧化磷酸化过程被抑制？（4分）（2） 为什么DCCD会影响氧气的消耗？（4分）（3） 请解释2,4-二硝基苯酚对被抑制的线粒体制备物的影响。（4分）（4） DCCD与抗霉素A、鱼藤酮、寡霉素的哪种作用特点与最为相似？（4分）13 三羧酸循环各组分的空间分割 异柠檬酸脱氢酶只在线粒体中发现，但是苹果酸脱氢酶却在线粒体和胞质溶胶中均有发现。胞质溶胶中的苹果酸脱氢酶起什么作用？（4分）14 呼吸作用缺陷型酵母细胞突变株和乙醇的产生 呼吸作用缺陷型酵母细胞突变株可以通过用诱变剂处理野生型细胞而得到。突变株缺乏细胞色素氧化酶，以至于严重影响其代谢行为。一个惊人的结果是，发酵作用不被氧气所抑制，即突变

10、株没有巴斯德效应。有一些公司对利用这种突变株酵母菌将木块发酵产生乙醇、并以乙醇作为燃料很感兴趣。（1） 为什么利用这种突变株比利用野生型菌株进行大规模乙醇生产更具优点？（4分）（2） 为什么缺乏细胞色素氧化酶会消除巴斯德效应？（4分）15 不同波长光的光化学转换效率 当绿色植物在680nm波长处光照时，通过测量氧气的产生而得到的光合作用速率比在700nm处光照时更高。但是在680nm和700nm的混合光照下，光合作用的速率比单独使用任何一种波长照射的光合作用速率更高呢？（4分）16 黑暗中有限的ATP的合成 菠菜叶绿体在缺乏ADP和Pi的条件下进行了光照，然后切断光源，加入ADP和Pi。结果在

11、黑暗中ATP被短时间合成。我们知道光合磷酸化是在光反应中发生的，为什么在此种情况下黑暗中也能合成ATP呢？（4分）17 除草剂DCMU的作用方式 当叶绿体用3-(3,4-二氯苯基)-1,1-二甲基脲（DCMU，敌百隆）（一种潜在的除草剂）处理之后，氧气的释放和光合磷酸化都停止了。氧气的释放可以通过加入外源性电子受体如hill试剂而恢复，但光合磷酸化仍然不能进行。（1） DCMU是怎样作为除草剂而起作用的？（4分）（2） 在左图中推测标出DCMU起抑制作用的具体位置。（4分）18 糖异生中CO2的去向 糖异生的第一个旁路反应是丙酮酸在丙酮酸羧化作用下转化为草酰乙酸，然后在磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶作

12、用下生成烯醇式丙酮酸。CO2被加入后又脱去的研究过程表明，14CO2中的14C不会掺入到葡萄糖或者糖异生的任何中间物中。然而，当大鼠肝脏制备物在有14CO2存在条件下合成葡萄糖时，14C会慢慢出现在磷酸烯醇式丙酮酸中，并最终出现在葡萄糖的C-3和C-4位。那么14C是如何进入磷酸烯醇式丙酮酸和葡萄糖呢？（提示：在有14CO2存在的环境中进行糖异生时，TCA四碳化合物中间物也有几种会被标记。）（4分）19 一轮糖酵解和糖异生过程的能量消耗 葡萄糖通过糖酵解过程转化为丙酮酸，然后通过糖异生又变回葡萄糖，需要消耗多少能量？（1）一分子葡萄糖生成丙酮酸 分子，生成ATP 分子，生成NADH 分子；（4

13、分）（2）由 个丙酮酸生成 分子葡萄糖，需要ATP 分子，需要NADH 分子。（4分）20 乙醇影响血糖的浓度 喝酒（乙醇），特别是劳累或几个小时没有进食之后，会引起血液中葡萄糖缺乏，这种症状称为低血糖症。乙醇在肝脏代谢的第一步是氧化为乙醛，由肝脏的乙醇脱氢酶催化：CH3CH2OH + NAD+ CH3CHO +NADH +H+（1） 请解释这个反应如何抑制乳酸向丙酮酸的转化。（4分）（2） 为什么这会导致低血糖症？（4分）21 光合作用的阶段性 当一个绿藻悬浮物在缺乏CO2条件下光照，然后在暗处与14CO2一起温育，只在一短暂的时间区段里发生了CO2转化为14C葡萄糖的反应。（1） 这个实验

14、结果对解释CO2的同化作用有什么意义？（4分）（2） 它如何与光合作用的光反应联系在一起？（4分）22 （3）为什么CO2转化为14C葡萄糖的过程在很短的时间里就停止了？（4分）23 脂肪组织中燃料的贮存 三酰甘油因为具有类似碳氢化合物的脂肪酸，所以在主要营养物质中所含能量是最高的。1) 如果一个70kg的成年人体重的15%是三酰甘油的话，请用kJ和kcal为单位计算以三酰甘油贮存的可供利用的燃料总量。（相关数据：1g糖、蛋白质、脂肪完全氧化释放的能量为4.1、4.1、9.3kcal，1.00kcal=4.18kJ）2) 假定每天基本的能量需求大约是8400kJ（2000kcal），如果仅仅依

15、靠氧化贮存的脂肪酸提供能量，那么这个人可以存活多长时间？3) 在这种饥饿状况下，这个人每天失重多少kg？24 脂肪酸氧化循环和三羧酸循环中的相同反应步骤 细胞通常利用相同的酶促反应模式来催化相似的代谢转化反应。例如，丙酮酸氧化为乙酰辅酶A和-酮戊二酸氧化为琥珀酰辅酶A这两个转化过程尽管受不同的酶催化，但相互非常相似。脂肪酸氧化的反应过程与三羧酸循环中的几步反应非常相似。请用方程式表示两个途径中相似的反应步骤。25 氚标记棕榈酸（软脂酸）的氧化 用氚（3H）均匀标记的棕榈酸，特异活性为每毫摩尔每分钟的放射记数为2.48108（cpm/mmolmin），将它加入到氧化乙酰辅酶A的线粒体制备物中。其

16、中的乙酰辅酶A被分离并水解为乙酸。分离得到的乙酸的特异活性为1.00107（cpm/molmin）。这个结果与氧化途径吻合吗？解释为什么。失去的氚最后到哪里去了。26 肉碱缺乏的影响 有一个人患上一种病，症状是肌肉逐渐无力，并且出现疼痛性肌肉抽筋。如果禁食、运动或进食高脂肪物质都会使这些症状加剧。以病人骨骼肌制取的匀奖使加入的油酸发生氧化的速率比用健康人骨骼肌制备的对照样品更慢。当向病人的制备物中加入肉碱时，油酸的氧化速率与健康样品的氧化速率相等。病人被诊断为肉碱缺乏症。1) 为什么加入的肉碱增加了病人肌肉匀浆液的油酸氧化速率？2) 为什么病人的症状会因为禁食、运动或进食高脂肪物质而加剧？3)

17、 对于该病人肌肉中出现的肉碱缺乏，请你提出至少两种可能的原因。27 脂肪酸作为水的来源 与传奇相异的是，骆驼的驼峰中并不贮存水，而是贮存大量的脂肪物质，它们实际上是由大的脂肪沉积组成的。这些脂肪沉积是怎样作为水的来源的呢？计算1kg脂肪中可以产生的水的总量（用kg和L表示，为简化起见，假定脂肪全部是三棕榈酰甘油）。28 灭鼠剂氟乙酸的毒性 商业生产用于鼠患控制的氟乙酸由南部非洲的一种植物产生。进入细胞后，氟乙酸通过由乙酰硫激酶催化的反应转化为氟乙酰辅酶A。F-CH2COOH + CoA + ATP F-CH2CO-SCoA + AMP + PPi氟乙酸的毒性作用通过分离出来的完整大鼠心脏进行过

18、研究。当心脏被灌注0.22mmol/L氟乙酸后，测得的葡萄糖摄取和糖酵解的速率都下降了，而葡萄糖-6-磷酸和果糖-6-磷酸却累积下来了。对TCA中间物的分析发现，除了柠檬酸以外，它们的浓度都低于正常水平，而柠檬酸却比正常水平高出10倍以上。（a） 三羧酸循环的阻断点发生在哪里？是什么导致柠檬酸的积累和其他中间物的减少？（b） 氟乙酰辅酶A在TCA中经酶的催化被转化了。氟乙酸代谢的最终产物是什么？它为什么会阻断TCA？如何消除氟乙酸阻断效应？（c） 在心脏灌注实验中，为什么葡萄糖摄取和糖酵解的速率会下降？为什么单磷酸己糖会积累？（d） 有一种灌木Dichapetalum toxicanium产生

19、-氟代油酸F-CH2-（CH2）7CH=CH-（CH2）7-COOH它对温血动物具有很强的毒性。这种物质被用作箭毒，果实磨成粉末用作鼠药，为什么这种物质具有这么强的毒性？29 丙氨酸转氨酶活性的测定 丙氨酸转氨酶的活性（反映速率）通常在一个含有过量的纯乳酸脱氢酶和NADH的反应系统中进行测定。丙氨酸消失的速率与通过分光光度计测定的NADH消失速率相等。请解释该测定方法的原理。30 氨基酸的分布 如果你的饮食富含丙氨酸，但缺乏天冬氨酸，你会出现天冬氨酸缺乏症吗？请解释。31 饮食中缺乏精氨酸引起氨中毒 在若干年前进行的一项研究中，将猫禁食过夜，然后投喂除了精氨酸外含有所有19种其他氨基酸的单次饮

20、食。在2h之内，血液中氨的浓度从18g/L升高到140g/L，猫显示出氨中毒的临床症状。投喂含所有氨基酸的食物或者一种缺乏精氨酸但含有鸟氨酸的氨基酸食物的对照组并未出现出非寻常的临床症状。（a）在实验中，让猫禁食过夜起何种作用？（b）什么原因导致实验组猫的氨浓度升高？为什么缺乏精氨酸会使猫氨中毒？精氨酸是猫的必须氨基酸吗？为什么？（c）为什么鸟氨酸能代替精氨酸呢？32 转氨反应和尿素循环 天冬氨酸转氨酶在哺乳动物肝脏所有转氨酶中活力最高，为什么是这样？33 表明液态蛋白质饮食不好的例子 若干年前，一种重点推广的减肥饮食要求每天摄入液态蛋白质（水解后的白明胶汤）、水和一系列的维生素。所有其他食品

21、和饮料都被禁食。吃这种食品的人在第一周体重典型地减少了57公斤。1) 反对者认为体重的减少几乎完全归咎于水的损失，如果恢复正常饮食，体重很快又会恢复。请解释这种说法的生化基础。2) 有些人这样进食后死了。请问，这种食谱存在何种内在危险？它们是怎样导致死亡的。34 血液中的丙氨酸和谷氨酰胺 正常人体的血浆含有机体蛋白质合成所需的所有氨基酸，但各自的浓度不等。丙氨酸和谷氨酰胺比其他氨基酸的浓度要高得多，请解释其原因。35 脂肪酸合成中的碳途径 运用脂肪酸合成的知识，解释以下实验现象。1) 在可溶的肝匀浆中加入大量全标记的14C乙酰辅酶A，生成棕榈酸的全部碳原子都被标记。2) 然而，在大量未标记的丙二酸单酰辅酶A存在下加入微量全标记的14C乙酰辅酶A后产生的棕榈酸只在C-15和C-16处有14C标记。36 乙酰辅酶A羧化酶的调节 乙酰辅酶A羧化酶是脂肪酸合成过程中的基本调节点。这种酶有以下特点：1) 加入柠檬酸或异柠檬酸，酶的Vmax可以提高到原来的10倍。2) 此酶以两种可逆形式存在，它们的活性有显著的不同：单体（无活性）纤维状聚合物（有活性）柠檬酸和异柠檬酸优先与纤维状聚合物结合，棕榈酰CoA则优先和单体结合。试解释细胞中葡萄糖浓度与柠